WO2013138945A2 - Verfahren! zur bildung eines lichtdiffraktionsfensters in wenigstens einer bestimmten zone eines objektes - Google Patents

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    • G01D11/28—Structurally-combined illuminating devices

Definitions

  • the present invention relates to a method of forming a light diffraction window in at least one defined zone of an object to produce in that zone light emission or light extraction at at least one visible wavelength.
  • a pointer with optical fiber (eg a plastic fiber, a glass fiber or a crystalline fiber) is illuminated by application no. 00425/11 by a light source so that the light is guided in the light guide.
  • the light guide is chosen so that in the core light conversion by photoluminescence or Phosphorescence can take place, for example, photoluminescent or phosphorescent substances can emit light in the visible wavelength range if they are excited in the blue or ultraviolet range.
  • the core of the optical waveguide is the inner part of the waveguide, where the refractive index is higher than in the outer region: the latter is known as a cladding.
  • the core may well form the entire waveguide, the light is then guided in the core, because its refractive index is higher than that of the surrounding atmosphere, to illuminate the waveguide, the most diverse light sources, including, LEDs, laser diodes, lamps and sunlight ,
  • Another object of the present invention is to effectively extract the light generated in the waveguide and to make the surface of the object visible to the viewer. It should be ensured that the functionality, geometric dimensions and cross sections, and the surface condition of the optical waveguide-based objects, such as z, B, pointers in measuring instruments, can be realized inexpensively by suitable manufacturing methods in practice.
  • the object is achieved by various variants of the inventive method which are defined in the following description.
  • the function of the materials machined with the geometries given in the examples is to improve the optical properties of objects, in particular hands in watches or instruments, in terms of color, brightness or aesthetic aspects of the waveguiding effects in these fluorescent or to improve phosphorescent materials. In this case, various cost-effective production methods are explained.
  • FIGS. 1A to 1L show various possible waveguides in fiber form, with different cross sections and different examples of structured surfaces »
  • FIG. 2 shows how waveguides can be produced from disk-shaped material, with a production example by separating and structuring individual monolithic parts
  • FIGS. 3A to 3E show waveguides consisting of thin layers applied to a substrate
  • FIGS. 4 A to 4D explain the processing steps for waveguides with a surface structure.
  • FIGS. 1A to 1 L Various possible waveguides 10 in fiber form, with different cross-sections and different examples of structured surfaces are shown in FIGS. 1A to 1 L.
  • the fiber may have various cross-sectional shapes: for example, the cross-section may be round, square, rectangular or elliptical.
  • the cross section may have constant or variable outer dimensions: e.g.
  • the fiber may be cylindrical or conical, remaining constant over the entire length or varying.
  • Fig. 1A shows a pattern with rounded recess; Fig. 18, a pattern with a rectangular recess;
  • Figure 1C is a pattern with triangular, asymmetric recess.
  • Fig. 1 D a pattern with triangular, symmetrical recess; Fig.
  • FIG. 1 E a pattern with each triangular and haibzylindrisch recess
  • Fig. 1F is a pattern with a small rectangular recess and a longitudinal groove
  • Figure 1G is a pattern with two rectangular recesses and double-headed longitudinal grooves
  • Fig. 1 H is a pattern with zigzag course extending iongitudsnaier groove and conical end
  • Fig. 1! a pattern with longitudinaier groove with breaks
  • Fig. 1J is a spiral pattern
  • Figure 1 K is a pattern with a circular hole.
  • FIG. 1 L shows a pattern with a rectangular hole.
  • the fiber may have various guerilla shapes: e.g.
  • the cross-section may be round, square, rectangular or elliptical. Entiang the longitudinal axis of the fiber, the cross section may have constant or variable dimensions: z.
  • the fiber may be cylindrical or conical, remaining constant over the entire length or varying.
  • Typical geometrical dimensions for the fibers to be used for display purposes are:
  • the structures on the fiber surfaces may not only have different outer dimensions but also different orientations. Examples in the transverse and longitudinal directions are shown in FIGS. 1A to 1J. s
  • the structures are adapted in their geometry to the respective waveguide in fiber form.
  • the structures can run transversely, ongitudinally, spirally, on one or more sides.
  • the typical dimensions of the structures are in the range depth x width ⁇ 40 to 200 ⁇ m x 10 to 300 ⁇ m, with uniform or variable distances - 10 to 1000 ⁇ m , Smaller, lattice-shaped structures in the micrometer range are also conceivable. Experts in the field will immediately recognize other options and combinations that can be derived from this disclosure.
  • the structures applied to the surfaces of the waveguides enable efficient and well visible coupling out of the light generated by fluorescence or phosphorescence.
  • the structures form small facets or grids that allow the exit of the light rays from the waveguides. 0 Production methods for such structures are known and include:
  • coated with abrasive grains, e.g., diamond or carbides
  • uncoated tools e.g. Inner hole, wire or saws. This applies the pattern mechanically.
  • the applied surface can be provided with various types of roughness 5, depending on the desired optical effect,
  • FIGS. 2A to 2C show how waveguides 20 can be produced from disk-shaped material with production examples by separating and structuring individual monolithic parts starting material! a disk (Fig. 2A) of the material to be used in waveguide form.
  • a disk Fig. 2A
  • this disc may be made of crystalline material such as CeiYAG or another crystalline substance and possibly polished (one or both sides). Typical dimensions for such disks are diameters of 10 to 100 mm, thickness of 0.05 to 3 mm. Crystalline disks with shapes other than cylindrical can also be used.
  • These disk (s) are processed in a further step (also sketched in FIG.
  • FIG. 2A in one direction with longitudinal sections and later (FIG. 2B) subdivided into as many waveguide elements with the desired dimensions.
  • the resulting side surfaces can be reworked if necessary to change the surface texture or to engrave or engrave the desired pattern.
  • Fig. 2C the usable waveguides, which have stopped after the dicing and structuring process outlined.
  • suitable material such as Ce: YAG or another crystalline substance of the list listed above
  • the waveguide is aterially monolithic, that is, the material is the same throughout the volume of the waveguide. In the following examples, this is no longer the case
  • waveguides 30 can be made of disk-shaped material consisting of a substrate with applied thin layers, with manufacturing examples by separating and structuring individual monolithic parts.
  • the starting material is a multi-layer disc ( Figure 3A).
  • Figure 3A Such a disk can be produced in various ways:
  • YAG disc the so-called, substrate, with thickness 0, 1 to 2.5 mm
  • Ce: YAG layer (typically between 0.5 and 50 pm thick).
  • the Ce: YYG layer is formed on both sides of the substrate 32 and 33, other materials may also be grown epitaktssch such as doped Y2SSO5 on undoped or doped Y2SiO s KY NO ⁇ on undoped KY (W0 4). 2
  • doped layers can be grown on doped substrates with different dopants. It can thus be achieved that a multi-layered waveguide with different colors fluoresces at the same time.
  • new optical effects can be generated by means of surface structuring, in that the structure leads through a surface layer to a deeper and differently doped layer.
  • Conceivable are crystalline to other crystalline Layers, gias on glass, or glass on crystal Other combinations (eg with plastic layers) are also conceivable.
  • FIGS. 3A to 3E there are originally (FIG. 3A) two layers on the substrate 30. Both layers 32 and 33 can in principle continue to be used. In the method sketched in the figure, however, a layer 33 is polished away and, as starting material for further processing steps, a slice consisting of two layers 30 and 31 (FIG. 3B) is used. These disc (s) are processed in a further step (Fig, 3C) in a direction with longitudinal sections and later (Fig, 3D) divided into as many waveguide elements with the desired dimensions. The resulting side surfaces can be reworked if necessary to change the surface texture or to engrave or engrave the desired pattern. In E, the usable wave testers 34 s, which are shown after the dicing and structuring method 33, are outlined, the steps of the figures. FIGS. 3C to 3E correspond to the steps of FIGS. 2A to 2C of the example treated.
  • the substrate may be provided with structures to produce waveguides in the substrate.
  • material changes can be made along the intended longitudinal cutting direction to produce a refractive index change in the sawn direction, examples of such processes are known: in YAG substrates or generally in crystalline oxidic substances can by diffusion at high temperatures, by ion implantation of eg helium or hydrogen ions or by fine engraving by means of laser or ion beams desired structures are generated. These structures must be accommodated in the finished waveguide element and are therefore applied with similar or smaller dimensions (as the finished element) in the substrate. Further types of conductor conductors can be produced in the substrate by means of the method just described, with a further fabrication step based on the described epitaxy method.
  • the waveguide can also be surrounded at the top and bottom of crystalline material with suitable optical properties.
  • Still other waveguides can be made by means of a combination of structuring and other epitaxial layers.
  • Epitaxy of YAG layers or similar oxidic materials (with or without dopants) is known to be possible from already existing epitaxial layers.
  • the methods described herein can be extended without significant changes to multi-epitaxial layer structures.
  • FIG. 4A to 4D shows how the waveguide 40 from a disk-shaped material can be produced with surface structures "with Preparation Examples by separating and patterning of individual monolithic portions.
  • the starting material is a disk consisting of a single or several layers (Fig. 4A). Such a disk can be prepared with the mentioned structuring methods.
  • This disk is then processed in a further step (Figure 4B) in one direction with longitudinal cuts and later ( Figure 4C) subdivided into as many elleneiterimplantation with the desired dimensions.
  • the resulting side surfaces can be reworked if necessary to change the surface texture or to engrave or engrave the desired pattern.
  • FIG. 4D outlines the usable waveguides that have been left after the dicing and structuring process.
  • FIGS. 4A to 4D also correspond to the steps of Figures 2A to 2C of the example treated.
  • FIGS. 4A to 4D Related steps may also be linked to the examples of FIGS. 3A to 3E.
  • luminescent or phosphorescent materials having emission wavelengths between approximately 400 and 700 nm and duration lengths between 230 and 450 nm are:
  • Quantum dots where an inorganic anocrystal with a typical size of 2 - 20 nm (e.g., ZnSiEu, Mn) is embedded in a matrix (e.g., glass).
  • phenoxazines, phenotyazines, phthalocyanines, naphthalocyanines, indolium derivatives, pyrilium derivatives, Seftenerdcheiate, rhodamines, pyranines, triphenylmethane, Stifbene, coumarins, etc. phenoxazines, phenotyazines, phthalocyanines, naphthalocyanines, indolium derivatives, pyrilium derivatives, Seftenerdcheiate, rhodamines, pyranines, triphenylmethane, Stifbene, coumarins, etc.
  • SE V0 4, (SE) 3 Al 5 0I2, (SE ⁇ 2 SIOS (CAAI (SE) 0 4> (SE) AI0 3l
  • SE is a rare earth (Sc, Y, La, Ce Pr, Nd, Sm , Eu, Gd t Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu) or a mixture of several rare earths
  • These materials may additionally be doped to incorporate fluorescent or phosphorescent centers in the crystal.
  • Epitaxy experiments are well known to those skilled in the art and may be used for the purposes of this invention and the required material compositions.
  • Epitaxy is a Kntali growth process that allows thin, single-crystal layers of a grow ⁇ saturated solution on a crystalline substrate with an adapted crystal lattice. This method can be used for the above materials and additionally also, for.
  • B "(SE) ⁇ l 3 (B0 3 ) 4 i ⁇ SE) Ga 3 ⁇ B0 3 ) 4! ⁇ SE) Sc3 (B0 3 ) 4, ⁇ A ⁇ ⁇ SE ⁇ (Mo0) 2, ⁇ A) ⁇ SE ⁇ (W04) 2 are used.
  • SE also stands for Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, and A for Li Na, K, Rb, Cs. Doping with additional rare earths or transition metals may be beneficial.
  • Other Materialbelsplele are quite conceivable for experts and can also be used for this invention, such as Li (SE) F 4 , K (SE) 3 Fio, SrAI 2 0, CaAl 2 0th
  • fluorescent or phosphorescent materials can be used in single-crystal form, 2. 8. according to the method described in FIG. 2 and discussed in detail above. Condition is that the crystal can be processed into a waveguide, starting from a thin disk, or from a Komposifin consisting of several glued or welded layers.
  • fluorescent or phosphorescent materials can be used in the form of glasses, glass ceramics, ceramics or plastics, eg. Example by the method » that in Fig. 2, described and discussed above in detail.
  • Condition is that the crystal can be processed into a waveguide, starting from a thin disc, or from a composite disc consisting of several glued or welded layers.
  • Such composite production techniques are well known in the art, especially with the use of glasses, and are useful for providing layers of fluorescent glasses (eg, glasses containing Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd s Tb, Dy, Ho, Er, Tm , Yb are endowed) with documents to connect.
  • transparent ceramics are preferred which can also be doped with fluorescent or phosphorescent centers.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung eines Lichtdiffraktionsfensters in wenigstens einer definierten Zone eines Objektes» um in dieser Zone Lichtemission bei einer oder mehreren sichtbaren Wellenlängen zu erzeugen sowie ein Objekt, insbesondere ein Bauteil für ein Messinstrument, zum Beispiel ein Uhrenzeiger, der ganz oder teilweise aus fluoreszierenden oder phosphoreszierenden optischen Materialien mit Wellenleitereigenschaften besteht und dessen Querschnitt, geometrische Form und spezifische Oberflächenstruktur zwecks Optimierung der optischen Eigenschaften oder Auskopplung des Lichtes besonders gefertigt sind.

Description

VERFAHREN! ZUR BILDUNG EINES LICHTDIFFRAKTIONSFENSTERS IN
WENIGSTENS EIMER BESTIÜÜTE ZONE EINES OBJEKTES,
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung eines Lichtdiffraktionsfensters in wenigstens einer definierten Zone eines Objektes, um in dieser Zone Lichtemission oder Lichtauskoppiung bei wenigstens einer sichtbaren Wellenlängen zu erzeugen.
Sie betrifft weiter ein Objekt mit einem Lichtdiffraktionsfenster in wenigstens einer bestimmten Zone dieses Objektes, um in dieser Zone Lichtemission durch Auskopplung mindestens einer sichtbaren Wellenlänge zu erzeugen, nach dem obigen Verfahren.
Verschiedene Verfahren, die die Sichtbarkeit von einem Objekt, sowie, zum Beispiel, Zeiger in Uhren oder Messgeräten verbessern, sind bekannt. Oft basieren solche Verfahren auf Leuchtstoffe, die auf die Zeiger durch Beschichtungstechniken angebracht werden: solche Leuchtstoffe enthalten in der Regel fluoreszierende oder phosphoreszierende Pigmente, In der schweizer Patentanmeldung Nr. 00425/11 wurde ein Verfahren beschrieben, um die Sichtbarkeit der Zeiger durch auf der Zeigerfahne angeordneten optischen Wellenleiter entscheidend zu verbessern: die Wellenleiter werden optisch angeregt und können in verschiedenen Farben und Geometrien zum Leuchten gebracht werden Die Zeiger werden mit optischen Wellenleitern versehen, die in verschiedenen Anordnungen in oder auf das Zeigerblatt eingebaut werden, in der genannten Anmeldung wurden verschiedene geeignete Materialien und Dotierungen aufgeführt.
Ein Zeiger mit optischem Lichtleiter (z.B. eine Kunststofffaser, eine Glasfaser oder eine kristalline Faser) wird nach Anmeldung Nr. 00425/11 durch eine Lichtquelle so beleuchtet, dass im Lichtleiter das Licht geführt wird. Der Lichtleiter ist so gewählt, dass im Kern Lichtkonversion durch Photolumineszenz oder Phosphoreszenz stattfinden kann, Photolumineszierende oder phosphoreszierende Stoffe können z.B. Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich emittieren, wenn sie im blauen oder ultravioletten Bereich angeregt werden. Als Kern des Lichtleiters bezeichnet man den inneren Teil des Wellenleiters, wo die Brechzahl höher ist als im äusseren Bereich: letzterer ist als Mantel bekannt. Für die Anwendung kann der Kern durchaus den gesamten Weilenleiter bilden, das Licht wird dann im Kern geführt, weil dessen Brechzahl höher ist als diejenige der umgebenden Atmosphäre, Zur Beleuchtung der Wellenleiter eignen sich die verschiedensten Lichtquellen, u.a., Leuchtdioden, Laserdioden, Lampen und Sonnenlicht.
Es liegt daher als Aufgabe der vorliegenden Erfindung zugrunde, ein Verfahren zu schaffen , durch einfache und wirksame Mittel in einer Zone eines Objektes ein Lichtdiffraktionsfenster zu bilden, um eine üchlerrsission oder üchtauskopplung bei einer oder mehreren sichtbaren Wellenlängen zu erzeugen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, das im Wellenleiter erzeugte Licht wirksam auszukoppeln und für den Betrachter die Oberfläche des Objektes sichtbar zu machen. Dabei soll gewährleistet werden, dass die Funktionalität, geometrischen Dimensionen und Querschnitte, und die Oberflächenbeschaffenheit der auf optische Wellenleiter basierenden Objekte, wie z,B, Zeiger in Messinstrumenten, durch geeignete Herstellungsverfahren in der Praxis kostengünstig realisiert werden können. Die Aufgabe wird durch verschiedene Varianten des erfinderischen Verfahrens gelöst welche in der folgenden Berschreibung definiert werden.
Die Funktion der mit den in den Beispielen angegebenen Geometrien bearbeiteten Materialien hat zum Ziel, die optischen Eigenschaften von Objekten, insbesondere Zeiger in Uhren oder Ivlessinstrumenten, im Hinblick auf Farbe, Helligkeit oder ästhetische Aspekte der wellenleitenden Effekten in diesen fluoreszierenden oder phosphoreszierenden Materialien zu verbessern. Dabei werden verschiedene kostengünstige Herstellungsmethoden erläutert.
Diese Aufgabe der Erfindung wird erfind ungsgemäss durch die in Anspruch 1 genannten IVferkmale gelöst.
Weiter wird die Aufgabe zur Hersteilung eines Objektes mit einem Lichtdiffraktionsfenster erfindungsgemäss durch die in Anspruch 12 genannten Merkmale gelöst,
Kurz® Beschreibung der Zeichnungen
Folgende Beispiele wurden skizziert:
- Die Figuren 1A bis 1L zeigen verschiedene mögliche Wellenleiter in Faserform, mit verschiedenen Querschnitten und verschiedenen Beispielen für strukturierte Oberflächen»
- Die Figur 2 zeigt, wie Wellenleiter aus scheibenförmigem Material hergestellt werden können, mit Herstellungsbeispiel durch Trennen und Strukturieren einzelner monolithischer Teilen,
- Die Figuren 3A bis 3E zeigen Wellenleiter bestehend aus auf einem Substrat aufgebrachten dünnen Schichten, und,
- Die Figuren 4 A bis 4D erläutern die Bearbeitungsschritte für Wellenleiter mit Oberflächenstruktur.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
In den Figuren 1A bis 1 L werden verschiedene mögliche Wellenleiter 10 in Faserform, mit verschiedenen Querschnitten und verschiedenen Beispielen für strukturierte Oberflächen gezeigt. Die Faser kann verschiedenartige Querschnittformen aufweisen: z.B. kann der Querschnitt rund, quadratisch, rechteckig oder elliptisch sein. Entlang der Längsachse der Faser kann der Querschnitt konstante oder variable Äusmasse aufweisen: z. B. kann die Faser zylindrisch oder konisch sein, über die gesamte Länge konstant bleiben oder variieren. Fig. 1A zeigt ein Muster mit gerundeter Aussparung ; Fig 18, ein Muster mit rechteckiger Aussparung ; Fig. 1 C ein Muster mit dreieckiger, asymmetrischer Aussparung ; Fig. 1 D ein Muster mit dreieckiger, symmetrischer Aussparung ; Fig. 1 E ein Muster mit jeweils dreieckiger und haibzylindrischer Aussparung ; Fsg, 1 F ein Muster mit kleiner, rechteckiger Aussparung und longitudinaier Nut ; Fig. 1G ein Muster mit zwei rechteckigen Aussparungen und doppeiter longitudinaier Nut ; Fig. 1 H ein Muster mit im Zickzack Kurs verlaufender iongitudsnaier Nut und konischem Ende ; Fig, 1 ! ein Muster mit longitudinaier Nut mit Unterbrechungen ; Fig. 1J ein Spiralförmiges Muste ; Fig 1 K ein Muster mit kreisförmigem Loch ; und Fig. 1 L ein Muster mit rechteckigem Loch.
Die Faser kann verschiedenartige Guerschnittformen aufweisen: z.B. kann der Querschnitt rund, quadratisch, rechteckig oder elliptisch sein. Entiang der Längsachse der Faser kann der Querschnitt konstante oder variable Ausmasse aufweisen: z. B. kann die Faser zylindrisch oder konisch sein, über die gesamte Länge konstant bleiben oder variieren.
Typische geometrische Ausmasse für die für Anzeigezwecke zu verwendenden Fasern sind:
- Längen zwischen 2 und 500 bis 1000 mm, besonders zwischen 2,5 und 35 mm, ganz besonders zwischen 3 und 23 mm,
- Querschnitte (kreisförmig oder elliptisch) zwischen 0,02 und 3 mm (~ Durchmesser), besonders zwischen 0,05 und 1 ,5 mm, ganz besonders zwischen 0,08 und 0,8 mm.
- Querschnitte (quadratisch) zwischen 0,02 und 3 mm (~ Diagonaie des Querschnittes), besonders zwischen 0,05 und 1 ,5 mm, ganz besonders zwischen 0,08 und 0,8 mm.
- Querschnitte (rechteckig) mit Kantenlängen 0,02 und 3 mm , besonders zwischen 0,03 und 1 ,5 mm, ganz besonders zwischen 0,04 und 1 ,2 mm. Die Strukturen auf der Faseroberflächen können nicht nur verschiedene Äusmasse sondern auch verschiedene Ausrichtungen haben. Beispiele in Quer ~ und Längsrichtung sind in den Figuren 1Ä bis 1 J aufgeführt. s Die Strukturen werden in deren Geometrie dem jeweiligen Wellenleiter in Faserform angepasst. Die Strukturen können transversal, !ongitudinal, spiralförmig, auf einer oder mehreren Seiten verlaufen. Für eine zylindrische oder leicht konische Faser mit Querschnitt 0,08 bis 0,8 mm liegen die typische Ausmasse der Strukturen im Bereich Tiefe x Breite ~ 40 bis 200 μπι x 10 bis 300 iö Mm, mit gleichmässigen oder variablen Abständen - 10 bis 1000 pm. Kleinere, gitterförmige Strukturen im Mikrometerbereich sind ebenfalls denkbar. Experten auf diesem Gebiet werden sofort weitere Möglichkeiten und Kombinationen erkennen, die aus dieser Offenlegung hergeleitet werden können.
15 Die auf den Oberflächen der Wellenleiter aufgebrachten Strukturen ermöglichen ein effizientes und gut sichtbares Auskoppeln des durch Fluoreszenz oder Phosphoreszenz erzeugten Lichtes. Die Strukturen bilden kleine Facetten oder Gitter, die den Austritt der Lichtstrahlen aus den Wellenleitern ermöglichen. 0 Herstellungsmethoden für solche Strukturen sind bekannt und umfassen:
- Bearbeitung mit beschichteten (mit Schleifkörner, z.B. Diamant oder Carbide) oder unbeschichteten Werkzeugen, z.B. Innenloch, Draht oder Trennsägen. Hiermit wird das Muster mechanisch aufgebracht. Die aufgebrachte Oberfläche kann mit verschiedenen Arten der Rauhigkeit 5 versehen werden, je nach gewünschtem optischen Effekt,
- Bearbeitung mit Laserquellen, mit Wellenlängen im Bereich 1000-1100 nm, 500-550 nm, 333-367 nm, 250-275 nm, Pulsdauern zwischen 10 fs bis 1 μ$ und mittlere Leistungen im Bereich 0,3 bis 10000 W. Besonders bevorzugt sind Pulsdauern zwischen 20 fs und 1 ns mit mittleren Leistungen im 0 Bereich 1 bis 1000 W. Auch mit diesem Verfahren können unterschiedläche
Oberflächenbeschaffenheiten erreicht werden. Weitere Bearbeitungsmethoden sind ebenfalls denkbar, wie z.B. chemisches Ätzen, lonenstrahlquellen oder Plasmaätzen, in den Figuren 2Ä bis 2C wird gezeigt, wie Wellenleiter 20 aus scheibenförmigem Material hergestellt werden können, mit Herstellungsbeispielen durch Trennen und Strukturieren einzelner monolithischer Teilen, in diesem beispielhaften Herstellungsverfahren ist das Ausgangsmateria! eine Scheibe (Fig 2A) des Materials, das in Wellenleiterform verwendet ¥/erden soll. Diese Scheibe kann z.B. aus kristallinem Material wie z.B. CeiYAG oder einer anderen kristallinen Substanz hergestellt und möglicherweise poliert (ein- oder beidseitig) werden. Typische Ausmasse für solche Scheiben sind Durchmesser 10 bis 100 mm, Dicke 0,05 bis 3 mm. Kristalline Scheiben mit anderen (als zylindrischen) Formen können ebenfalls verwendet werden. Diese Scheibe(n) werden in einem weiteren Schritt (ebenfalls in Fig. 2A skizziert) in eine Richtung mit Längsschnitten bearbeitet und später (Fig. 2B) in möglichst viele Wellenleiterelemente mit den gewünschten Ausmassen unterteilt. Die entstehenden Seitenflächen können bei Bedarf nachbearbeitet werden, um die Oberflächenbeschaffenheit zu verändern oder um die gewünschten Muster einzuprägen oder zu gravieren. In Fig. 2C sind die verwendbaren Wellenleiter, die nach dem Zertrennungs- und Strukturierungsverfahren stehen geblieben sind, skizziert.
Das Verfahren ist für relativ grosse Stückzahlen sehr gut geeignet: ausgehend von einem Zylinder mit Durchmesser ~ 60 mm x Länge - 100 mm aus geeignetem Material (wie z.B. Ce:YAG oder einer anderen kristallinen Substanz der weiter oben aufgeführten Liste) können ohne weiteres 80 Scheiben mit Dicke = 500 \im und aus jeder Scheibe über 150 Wellenteiterelemente mit Endausmassen von ca. 0,800 x Ös500 x 10 mm hergestellt werden.
Das Prinzip des Verfahrens ist materialunabhängig und kann ebenfalls auf nichtkristalline Materialien erweitert werden. In den in den Figuren 2 beschriebenen Fällen ist das Wellenleiter aterial monolithisch, d.h., das Material ist im gesamten Volumen des Wellenleiters dasselbe. In den nun folgenden Beispielen ist dies nicht mehr der Fall,
In den Figuren 3A bis 3E wird gezeigt, wie Wellenleiter 30 aus scheibenförmigem Material bestehend aus einem Substrat mit aufgebrachten dünnen Schichten hergestellt werden können, mit Herstellungsbeispielen durch Trennen und Strukturieren einzelner monolithischer Teilen.
In diesem weiteren Herstellungsverfahren ist das Ausgangsmaterial eine aus mehreren Schichten bestehende Scheibe (Fig. 3A). Eine solche Scheibe kann auf verschiedene Arten hergestellt worden sein:
- z.B. kann durch ein„Flüssigphasenepitaxie" genanntes Verfahren beidseitig auf eine YAG Scheibe (das sog, Substrat, mit Dicke 0, 1 bis 2,5 mm) eine
Ce:YAG Schicht (mit typischer Dicke zwischen 0,5 und 50 pm) aufgebracht worden sein. Die Ce:YYG Schicht entsteht auf beiden Seiten des Substrates 32 und 33, Andere Materialien können ebenfalls epitaktssch aufgewachsen werden, wie z.B. dotiertes Y2SSO5 auf undotiertes Y2SiOs oder dotiertes KY NO^ auf undotiertem KY(W04)2. Für Spezialisten auf diesem Gebiet ist ersichtlich, dass sehr viele epitaktische Kombinationen möglich und für die hier beschriebenen Anwendungen nützlich sein können: z.B. können dotierte Schichten auf dotierte Substrate mit verschiedenen Dotierungen aufgewachsen werden. Damit kann erreicht werden, dass ein Mehrschichtweltenleiter mit verschiedenen Farben gleichzeitig fluoresziert.
Zusätzlich können über Oberflächenstrukturierungen neuartige optische Effekte erzeugt werden, dadurch dass die Struktur durch eine Oberflächenschicht hindurch auf eine tieferliegende und anders dotierte Schicht führt.
~ eine weiteres Beispiel wäre die Herstellung von Scheiben mit aufeinander geklebten Substraten. Denkbar sind kristalline auf andere kristalline Schichten, Gias auf Glas, oder Glas auf Kristall- Weitere Kombinationen (mit z.B. Kunststoffschichten) sind ebenfalls denkbar.
In den in den Figuren 3A bis 3E erläuterten Beispielen bestehen ursprünglich (Fig 3Ä) zwei Schichten auf dem Substrat 30, Beide Schichten 32 und 33 können im Prinzip weiterverwendet werden. In dem in der Figur skizzierten Verfahren wird Jedoch eine Schicht 33 wegpoliert und, als Ausgangsmaterial für weitere Verarbeitungsschritte, dient eine Scheibe bestehend aus zwei Schichten 30 und 31 (Fig, 3B). Diese Scheibe(n) werden in einem weiteren Schritt (Fig, 3C) in eine Richtung mit Längsschnitten bearbeitet und später (Fig, 3D) in möglichst viele Wellenleiterelemente mit den gewünschten Ausmassen unterteilt. Die entstehenden Seitenflächen können bei Bedarf nachbearbeitet werden, um die Oberflächenbeschaffenheit zu verändern oder um die gewünschten Muster einzuprägen oder zu gravieren. In E sind die verwendbaren Wellentester 34s die nach dem Zertrennungs- und Strukturierungsverfahren auf 33 stehen gebiieben sind, skizziert, Die Schritte der Figuren. 3C bis 3E entsprechen den Schritten der Figuren 2A bis 2C des anhand behandelten Beispiels.
In den in den Figuren 3A bis 3Ξ erläuterten Beispielen können zusätzliche Schritte eingesetzt werden:
- das Substrat kann mit Strukturen versehen werden, um im Substrat Wellenleiter zu erzeugen. Z.B. können entlang der vorgesehenen Längsschnittrichtung Materialänderungen vorgenommen werden, um in der gesägten Richtung eine Brechzahländerung hervorzurufen, Beispiele für solche Prozesse sind bekannt: bei YAG Substraten oder im Allgemeinen bei kristallinen oxidischen Substanzen können durch Diffusionsverfahren bei hohen Temperaturen, durch Ionenimplantation von z.B. Helium oder Wasserstoffionen oder durch feine Gravur mittels Laser- oder lonenstrahlen gewünschte Strukturen erzeugt werden. Diese Strukturen müssen im fertigen Wellenleiterelement untergebracht werden und werden daher mit ähnlichen oder kleineren Dimensionen (als das fertige Element) im Substrat aufgebracht. - Weitere eilenleiterarten können mittels dem eben beschriebenen Verfahren im Substrat hergestellt werden, mit einem weiteren Hersteliungsschritt basierend auf den beschriebenen Epitaxieverfahren. Damit kann der Wellenleiter auch oben und unten von kristallinem Material mit geeigneten optischen Eigenschaften umgeben werden.
- Noch weitere Wellenleiter können mittels einer Kombination von Strukturierung und weiteren Epitaxieschichten hergestellt werden. Epitaxie von YAG Schichten oder ähnlichen oxidischen Materialien (mit oder ohne Dotierungen) ist bekannterweise möglich ausgehend von bereits bestehenden epitaktischen Schichten. Damit können die hier beschriebenen Verfahren ohne wesentliche Änderungen auf durch mehrfache Epitaxie hergestellte Schichtstrukturen erweitert werden.
In den Figuren 4Ä bis 4D wird gezeigt, wie Wellenleiter 40 aus scheibenförmigem Material mit Oberflächenstrukturen hergestellt werden können« mit Herstellungsbeispielen durch Trennen und Strukturieren einzelner monolithischer Teile. in diesem weiteren Herstellungsverfahren ist das Ausgangsmaterial eine aus einer einzelnen oder mehreren Schicht(en) bestehende Scheibe (Fig, 4Ä). Eine solche Scheibe kann mit den erwähnten Strukturierungsverfahren vorbereitet werden. Diese Scheibe wird dann in einem weiteren Schritt (Fig. 4B) in eine Richtung mit Längsschnitten bearbeitet und später (Fig. 4C) in möglichst viele ellenteiterelemente mit den gewünschten Ausmassen unterteilt. Die entstehenden Seitenflächen können bei Bedarf nachbearbeitet werden, um die Oberflächenbeschaffenheit zu verändern oder um die gewünschten Muster einzuprägen oder zu gravieren. In der Figur 4D sind die verwendbaren Wellenleiter, die nach dem Zertrennungs- und Strukturierungsverfahren stehen geblieben sind, skizziert.
Die Schritte der Figuren 4B bis 4D entsprechen ebenfalls den Schritten der Figuren 2A bis 2C des anhand behandelten Beispiels. Die auf Figuren 4Ä bis 4D bezogenen Schritte können auch mit den Beispielen von den Figuren 3A bis 3E verknüpft werden.
Beispiele für iumineszierende oder phosphoreszierende Materialien mit Emissions elleniängen zwischen ca. 400 und 700 nm und Änregungsweilenlängen zwischen 230 und 450 nm sind:
- anorganische Substanzen mit seltenen Erden Dotierungen: YVO^Eu, Y202S:Eu, Gd202S:Tb,
Figure imgf000011_0001
Y2Si05:Ce,Tb, (Ce,La)PÖ4:Tb, Ba gAl14023:Eu! SrjjAieOnrEu, SrAfeC iEu.Dy, CdSiO^Mn.Y, S aivIgSiaC^Eu, AI :Eu« Ba2Si5 e:Eu, LiEu{MoÖ4);,.
- sogenannte „Quantum Dots" wo ein anorganischer anokristall mit einer typischen Grösse von 2 - 20 nm (z.B. ZnSiEu, Mn) in eine Matrix (z.B. aus Glas) eingebettet wird.
- organische Verbindungen (Phenoxazine, Phenotyazine, Phtalocyanine, Naphtalocyanine, indoliumderivate, Pyriliiumderivate, Seftenerdcheiate, Rhodamine, Pyranine, Triphenylmethanfarbstoffe, Stifbene, Coumarine, u.a.).
Besonders geeignet für die Herstellung von einkristallinen Fasern oder Weilenieitern sind kongruent schmelzende Materialien:
(SE)V04, (SE)3AI50i2, (SE}2SiOs( CaAI(SE)04> (SE)AI03l wo SE eine seltene Erde (Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gdt Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu ) oder eine Mischung von mehreren seltenen Erden darsteilt. Diese Materialien können zusätzlich dotiert werden, um fluoreszierende oder phosphoreszierende Zentren im Kristall einzubauen.
Für die Herstellung von Materialien mit aufgewachsenen epitaktischen Schichten können die aufgeführten Materialien ebenfalls eingesetzt werden. Epitaxie Versuche sind für Experten mit Erfahrung in diesem Bereich hinreichend bekannt und können für die Zwecke dieser Erfindung und die benötigten Materialzusammensetzungen verwendet werden. Epitaxie ist ein Kntaliwachstumsverfahren, das erlaubt, dünne, einkristalline Schichten aus einer π gesättigten Lösung auf einem kristallinen Substrat mit angepasstem Kristallgitter aufwachsen zu lassen. Dieses Verfahren kann für die oben genannten Materialien und zusätzlich auch, z. B„ (SE)Äl3(B03)4i {SE)Ga3{B03)4! {SE)Sc3(B03)4, {Ä){SE)(Mo0 )2, {A){SE)(W04)2 eingesetzt werden. Hier steht SE ebenfalls für Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu , und A für Li Na, K, Rb, Cs. Dotierungen mit zusätzlichen seltenenen Erden oder Übergangsmetallen können von Vorteil sein. Weitere Materialbelsplele sind für Experten durchaus denkbar und können für diese Erfindung ebenfalls verwendet werden, wie z.B. Li(SE)F4, K{SE)3Fio, SrAI20 , CaAl20 .
Desweiteren können fluoreszierende oder phosphoreszierende Materialien in Einkrisfallform eingesetzt werden, 2. 8. nach dem Verfahren, das in Fig. 2. beschrieben wird und weiter oben ausführlich diskutiert wurde. Bedingung ist, dass der Kristall sich zu einem Wellenleiter verarbeiten lässt, ausgehend von einer dünnen Scheibe, oder von einer Komposifscheibe bestehend aus mehreren geklebten oder geschweissten Schichten.
Desweiteren können fluoreszierende oder phosphoreszierende yaterialsen in Form von Gläsern, Glaskeramiken, Keramiken oder Kunststoffe eingesetzt werden, z. B. nach dem Verfahren» dass in Fig. 2, beschrieben wird und weiter oben ausführlich diskutiert wurde. Bedingung ist, dass der Kristall sich zu einem Wellenleiter verarbeiten lässt, ausgehend von einer dünnen Scheibe, oder von einer Kompositscheibe bestehend aus mehreren geklebten oder geschweissten Schichten. Solche Kompositherstellungstechniken sind besonders bei der Verwendung von Gläsern als Stand der Technik durchaus bekannt und sind geeignet, Schichten aus fluoreszierenden Gläsern (z.B. Gläser, die mit Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gds Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb dotiert sind) mit Unterlagen zu verbinden. Bei der Verwendung von Keramiken werden transparente Keramiken bevorzugt, die ebenfalls mit fluoreszierenden oder phosphoreszierenden Zentren dotiert werden können. Denkbar sind ebenfalls Verbindungen von kristallinen mit keramischen Materialien, von Kristallen mit Gläser, von Kunstoffen mit Gläser, usw.

Claims

2013/138945
12
Patentansprüche
1, Verfahren zur Bildung eines Lichtdiffraktionsfensters in wenigstens einer definierten Zone eines Objektes, um in dieser Zone Uchtemissfen oder Lichtauskopplung bei einer oder mehreren sichtbaren Wellenlängen zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet , dass
auf der Oberfläche des Objektes in wenigstens einer definierten Zone eine oberflächige Behandlung durchgeführt wird, damit wenigstens teilweise auf dieser Oberfläche dreidimensionale Strukturen mit wenigstens einer bestimmten Form und/oder Aussenmassen hergestellt werden, wobei das besagte Objekt ganz oder teilweise aus wenigstens einem iichtemittierenden Material besteht, damit die Lichtauskopplung und/oder die Sichbarkeit der besagten Zone erhöht wird, 2, Verfahren gemäss Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die besagten Strukturen durch mechanische und/oder chemische Behandlungen der besagten Oberfläche erzeugt werden. 3. Verfahren gemäss Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die besagten Strukturen durch Aufbringen/Erzeugen von lichtstreuenden gitterähnlichen Formen auf die besagte Oberfläche erzeugt werden. 4. Verfahren gemäss Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die lichtstreuenden gitterähnlichen Formen Oberflächenhöhenänderungen aufweisen, welche auf der besagten Oberfläche durch Veränderungen der Rauhigkeit Licht auskoppeln.
S, Verfahren gemäss Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,, dass 2013/138945
5 3 die lichtstreuenden gitterähnlichen Formen in wenigstens einer Richtung auf der Oberfläche wenigstens einer bestimmten Zone des Objektes aufgebracht sind. i. Verfahren gemäss Anspruch 4,
dadurc gekenn eic net, das®
die lichtstreuenden gitterähniichen Formen verschiedene Gestaltungen und in verschiedenen Richtungen auf der Oberfläche wenigstens einer bestimmten Zone des Objektes aufgebracht sind. 7« Verfahren gemäss Anspruch 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
das lichtemitiierende Material aus wenigstens einer epitaktisch aufgewachsenen kristallinen Schicht besteht, wobei die besagten Strukturen auf der Oberfläche der Schicht aufgebracht wurden,
8, Verfahren gemäss Anspruch 7,
dadurch gekennzeic t dass
die epifaktisch aufgewachsene kristalline Schicht aus mehreren übereinanderliegenden einkristallinen Schichten eines Matenalsystems besteht.
S, Verfahren gemäss Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die einkristallinen Schichten des Materialsystems zusätzlich mit fluoreszierenden und/oder phosphoreszierende Zentren dotiert werden.
10« Verfahren gemäss einer der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die kristallinen Materialsysteme für epitaktische Schichten in der folgenden Liste zu wählen sind : (SE)V0 ; (SE)3ÄLsOi2 ; (SE)2SiOs; CaAI{SE)Ö4; (SE)A (B03)4; (SE)Ga(B03)4; {SE)Sc3(B03) ; (A){SE}(W04)2s wobei SE eine seltene Erde bedeutet (Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tbs Dy, Ho, Tm, Er, Tm, Ybt Lu) oder eine Mischung von wenigstens zwei dieser seltenen Erden.
11. Verfahren gemäss Anspruch 1 bis 3,
dadurch
Figure imgf000015_0001
dass
das Ausgangsmaterial in der folgenden Liste zu wählen ist : Einkristall, Glas, s Glaskeramik, Keramik, Insbesondere transparente Keramiken, Kunststoffe.
1 . Objekt mit einem Lichtdiffraktionsfenster in wenigstens einer bestimmten Zone dieses Objektes, um in dieser Zone Uchtemission durch Auskopplung mindestens einer sichtbaren Welleniänge zu erzeugen, nach dem Verfahren einem der io vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet , dass
die Oberfläche der wenigstens einer bestimmten Zone eine oberflächige Behandlung aufweist, mit wenigstens teilweise auf dieser Oberfläche bestehenden dreidimensionale Strukturen mit wenigstens einer bestimmten Form und/oder i5 Aussenmassen, wobei die besagte wenigstens eine bestimmte Zone mit wenigstens einem lichtemittierenden Material beschichtet ist oder aus wenigstens einem lichtemittierenden Material besteht, damit die Lichtauskopplung und/oder die Sichtbarkeit der besagten Zone erhöht wird. 0 13. Objekt gemäss Anspruch 12,
dadurch getersraefcbriei, dass
das Objekt ein Zeiger und/oder Index für ein Messinstrument, insbesondere eine Uhr ist, wobei mindestens ein optischer Wellen- oder Lichtleiter (10, 20, 30, 40) auf die Zeigerfahne angebracht ist oder selber als Zeigerfahne wirkt.
5
14. Objekt gemäss Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
die optischen Wellen- oder Lichtleiter (10, 20, 30, 40) mit einem zylindrischen, konischen oder rechteckigen Querschnitt, mit über die Länge des Wellen- oder 0 Lichtleiters konstant bleibenden oder variablen Ausmassen gefertigt werden.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH709226A1 (de) * 2014-02-03 2015-08-14 Daniel Dr Rytz Verfahren zur Bildung eines fluoreszierenden Fensters als Sicherheitsmerkmal und Objekt mit einem fluoreszierenden Fenster als Sicherheitsmerkmal.
DE102014007331A1 (de) * 2014-05-17 2015-11-19 Volker Schell Optisch aktive Zifferblätter für Armbanduhren

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH709023B1 (de) * 2013-12-27 2019-01-15 Daniel Rytz Dr Verfahren zur Bildung eines Fensters, welches beleuchtungsquellenabhängig die Farbe wechselt, in einer Zone eines Objektes und Objekt mit einem solchen Fenster.
DE102015115662A1 (de) * 2015-09-17 2017-03-23 Volker Schell Verfahren zur Herstellung eines Bauelements für eine Uhr

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10126712A1 (de) * 2000-12-22 2002-07-04 Siemens Ag Anzeigevorrichtung mit einem Zeiger und einer Lichtquelle
WO2002093535A1 (fr) * 2001-05-14 2002-11-21 Nichia Corporation Dispositif electroluminescent et dispositif d'affichage de vehicule
TWI300494B (en) * 2004-07-23 2008-09-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Light guiding plate and backlight module using the same
FR2899954B1 (fr) * 2006-04-13 2008-06-06 Saint Gobain Panneau lumineux
JP2008180936A (ja) * 2007-01-25 2008-08-07 Nitto Denko Corp 色純度向上シート、光学装置、画像表示装置および液晶表示装置
DE102008022542A1 (de) * 2008-05-07 2009-11-12 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlungsemittierendes Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH709226A1 (de) * 2014-02-03 2015-08-14 Daniel Dr Rytz Verfahren zur Bildung eines fluoreszierenden Fensters als Sicherheitsmerkmal und Objekt mit einem fluoreszierenden Fenster als Sicherheitsmerkmal.
DE102014007331A1 (de) * 2014-05-17 2015-11-19 Volker Schell Optisch aktive Zifferblätter für Armbanduhren

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